[發(fā)明專利]基于壓電加速度傳感器的雨量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410127004.6
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103926636A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧會國;熊峰;蔣娟萍
• 申請（專利權(quán)）人: 盧會國;熊峰;蔣娟萍
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14
• 代理公司: 四川君士達律師事務(wù)所 51216
• 代理人: 芶忠義

1.基于壓電加速度傳感器的雨量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：包括依次相連的碰撞鋼蓋、安裝在碰撞鋼蓋底面上的壓電加速度傳感器、電荷信號放大器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MCU微處理器；系統(tǒng)工作時，雨滴碰撞鋼蓋表面，壓電加速度傳感器的壓電片上產(chǎn)生與雨滴加速度成比例大小的電荷信號，電荷信號放大器將電荷信號處理后形成模擬電壓信號，再將模擬電壓信號送到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號送到MCU微處理器對數(shù)字信號進行運算處理，得到一段時間內(nèi)的累計降雨量、降雨持續(xù)時間、降雨強度等數(shù)據(jù)，最后通過RS232串口把數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C上并顯示出來。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電加速度傳感器的雨量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的電荷信號放大器，包括電荷信號-電壓信號轉(zhuǎn)換電路、歸一化電路、二階低通濾波電路、一階高通濾波電路和電壓信號放大電路；電荷信號放大器將電荷信號處理后形成模擬電壓信號步驟包括：電荷信號-電壓信號轉(zhuǎn)換電路先將電荷信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，歸一化電路確保電壓穩(wěn)定性，再經(jīng)過二階低通濾波電路和一階高通濾波電路的濾波處理把混雜在有用信號中的噪聲信號濾除掉，最后電壓信號放大電路把濾除噪聲信號后的電壓信號放大，形成模擬電壓信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電加速度傳感器的雨量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的對數(shù)字信號進行運算處理，包括選值、累加、公式運算；具體為，當采樣得到的數(shù)值大于設(shè)定最小值而且小于設(shè)定最大值時，對采樣值求和得到累計降雨量，當前降雨時間減去起始降雨時間得到持續(xù)降雨時間，累計降雨量除以降雨持續(xù)時間得到降雨強度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電加速度傳感器的雨量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器為適合高精度測量的16位Σ-Δ型的AD7792芯片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電加速度傳感器的雨量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的MCU微處理器為基于ARMCortex-M3內(nèi)核的STM32F103ZET6芯片。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓電加速度傳感器的雨量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的電荷信號-電壓信號轉(zhuǎn)換電路由第一運算放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于壓電加速度傳感器的雨量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的反饋網(wǎng)絡(luò)為在第一運算放大器的反相端和輸出端串接由一個電阻和一個電容組成的并聯(lián)電路。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓電加速度傳感器的雨量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的歸一化電路是由第二運算放大器和串接在第二運算放大器反相端和輸出端之間的可變電阻器組成的電路。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓電加速度傳感器的雨量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的二階低通濾波電路由R6、R7、C8、C9構(gòu)成的兩階RC網(wǎng)絡(luò)和第三運算放大器組成，一階高通濾波電路由C10、R11構(gòu)成的一階RC網(wǎng)絡(luò)和第四運算放大器組成。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓電加速度傳感器的雨量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的電壓信號放大電路由R12、R13以及第四運算放大器組成。